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(江蘇省無錫市青山高級中學,214026)
地理實驗法,是指研究者運用科學的操作方法,按照特定的研究目的和理論假設,以一定的事實為依據(jù),人為地創(chuàng)設或者控制一定的條件,從而探討地理現(xiàn)象之間因果關系,揭示地理科學內(nèi)部規(guī)律的一種科研方法。在高中地理教學中運用實驗法,可引導學生加深理解地理知識。筆者在多年的教學實踐中,總結出地理實驗“三法”——模型演示法、實驗探究法、現(xiàn)實測算法。
一、模型演示法
模型演示法,即教師通過展示各種地理教學實物、教具,進行示范性演示,使學生獲取知識的教學方法。人教版高中地理的開篇就將地球置于廣袤的太空中,以宏觀的視角讓學生理解地球在太陽系中的運動及由此形成的地理意義。由于參照物和觀察角度不同,往往產(chǎn)生事實與所見表象之間的矛盾,試舉數(shù)例:(1)地球為三軸橢球體,表面無疑是圓的,而對于生活在地球上的人們來說,“地是方的”的觀念早已深植在心里;(2)地球與太陽之間的空間位置是立體三維的,而“二分二至日圖”卻是二維的,使學生無法直觀看到四個日期的真實光照情況;(3)地球產(chǎn)生偏向,在較短的行進距離中根本無法感知;等等。因此,模型演示法就是宏觀事物微觀化,化宏觀想象為直觀演示,通過唾手可得的物品,實現(xiàn)學生
空間概念的建立。
比如,人教版高中地理必修1第一章第三節(jié)《地球的運動》一課中,有關晝夜長短變化是教學的難點。教師可通過地球儀的運動及手電筒照射,模擬演示地球晝夜更替和晝夜長短的變化,然后用規(guī)范語言進行表述,讓學生明了其根源是劃分晝夜的晨昏線永遠垂直
于太陽光線并把地球平分為二。當太陽直射點發(fā)生變化時,全球各地除赤道外就產(chǎn)生了晝夜長短的變化。又如,為了演示地球繞日公轉時太陽直射點位置的變化,在課上,我常常通過四位學生站位(代表地球公轉的二分二至日)與教師站位(代表太陽的位置在橢圓的兩焦點之一),學生站立方向指向北極星,來模擬二分二至日太陽直射點的位置。
二、實驗探究法
實驗探究法,即由研究者根據(jù)研究問題的本質(zhì)內(nèi)容設計實驗,控制某些環(huán)境因素的變化,使得實驗環(huán)境比現(xiàn)實相對簡單,通過對可重復的實驗現(xiàn)象進行觀察,從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律的研究方法。在教學中運用實驗探究法,展現(xiàn)的不僅僅是知識本身,還包括教師呈現(xiàn)知識的方法,運用知識的思路,思考問題的角度和方法,讓學生不僅獲得獲取地理信息的方法,還包括獲得地理感覺、地理意識和地理思想。
比如,教學人教版高中地理必修1第三章第二節(jié)《大規(guī)模的海水運動》一課時,教師可以
根據(jù)洋流系統(tǒng)的運行情況做一個實驗裝置(如圖1所示)。在透明水槽的內(nèi)側分別安放4只風扇,且假定F1和F2表示大洋西側。然后,引導學生說出風向后,再分別開啟F1(表示信風帶)和 F4(表示西風帶)。如此,學生便能通過實驗,直觀地得出如下結論:
(1)推動海水運動的主要動力是近地面的大氣運動和行星風帶。
(2)風帶動的是表層海水運動。
(3)在風帶的作用下產(chǎn)生的環(huán)流方向北半球呈順時針。
又如,教學“鋒面的形成”這一知識點,教師可在塑料盒中間插一隔板,兩側分別注入同體積紅色暖水(代表暖空氣)與藍色冷鹽水(代表冷空氣)。把隔板抽出后,冷暖水間就會出現(xiàn)傾斜交界面,并且紅色水在上。
實驗探究法還可借助相關學科的實驗結果,喚醒學生記憶,理解學習內(nèi)容,加強知識間的遷移度。
三、實際測算法
實際測算法,即使用簡單的測量工具,實地測量并計算所需要的一些地理數(shù)據(jù)的方法。
比如,教學人教版高中地理必修一第一章第三節(jié)《地球的運動》時,對于“太陽高度和正午太陽高度角”的理解、計算、運用,學生往往感到比較棘手。教師可先引導學生回顧現(xiàn)實現(xiàn)象,初步達成共識:
當太陽高度越高,等量的太陽光照射地表的面積就越小,地表氣溫越高。直射點光照最集中的地點,太陽高度角為90°。太陽高度越高,向陽房屋對后樓的遮擋面越小等。
但是,這些理解只是淺層次的。如果想要利用太陽光線算經(jīng)緯度、找方向時,就得依賴實地測量,以便更深刻理解太陽高度的現(xiàn)實意義。教師可帶領學生在春分日利用午休時間測量竹竿影長,理解太陽高度與正午太陽高度的差異,找出學校所在的經(jīng)緯度及正南正北方向。測算時,測量工具為長1米的小竹竿(超過1米部分用記號標明并插入土中)、手表、卷尺、石灰粉(視地面狀況可用粉筆替代)。測量的步驟為:
(1)將竹竿插入土中或一位同學扶住竹竿,以現(xiàn)竹竿影子為半徑畫圓,在該圓兩側較密集地畫三個同心圓。
(2)當竹影頂端與同心圓相交時,記下時間并在同心圓上作好標記。
(3)當竹竿影子超出與同心圓相交范圍時,測量結束。
(4)將同一圓圈上的兩點連成一直線,作該直線的垂線,即得南北方向。
(5)根據(jù)同心圓上兩點出現(xiàn)的時間,可知道竹竿影子出現(xiàn)最短的時間。根據(jù)地方時的換算,即可知學校所在的經(jīng)度。根據(jù)最短竹竿影子長度,依據(jù)余切定理算出正午太陽高度角,進而計算出學校所在的緯度。
實際測量法因重視直觀性和內(nèi)在體驗,往往學生興趣比較高,往往還成為學生學習新知的“生長點”。
綜上,在高中地理教學中運用實驗法,有助于解決文中抽象的、不易理解的知識,也有助于課堂上師生的互動,提高學生學習興趣,使其思維能力和動手能力得到提升。
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